[发明专利]一种聚酯液晶纤维的纺丝工艺

摘要

本发明公开了一种聚酯液晶纤维的纺丝工艺，其采用工艺为固相聚合的聚酯树脂预处理，抽真空、螺杆挤出机熔融，熔体计量泵，强制过滤、喷丝组件，丝条冷却结晶，卷绕落筒造出初生丝，初生丝热处理，得到含有纳米级无机氧化物粉末的聚酯液晶纤维。本发明的产品高分子是采用固相缩聚合成的芳香族聚酯，同时使固相聚合的聚酯高分子链呈线性刚性链，在初生丝经高温热处理之后，纤维内的聚酯液晶分子链呈高度有序排列结构，且分子间存在较强的相互作用，尤其在适当混入纳米级材料后，在提高纤维的弹性强度和模量，进而赋予了纤维特殊的性能特征，使纤维更适宜于恶劣环境。

主权项

1.一种聚酯液晶纤维的纺丝工艺，采用固相聚合的聚酯树脂预处理，抽真空、螺杆挤出机熔融，熔体计量泵，强制过滤、喷丝组件，丝条冷却结晶，卷绕落筒造出初生丝，初生丝热处理；其特征在于：所述纺丝工艺的具体步骤为：（1）在粉状固相聚合的聚酯树脂中加入0.1～3%wt的纳米级无机氧化物粉末，置入高速搅拌机中，在搅拌速率为2800～3300rpm的条件下，搅拌36～48min之后，输入单螺杆挤出机，在抽真空的条件下，将含有纳米级无机氧化物粉末的固相聚合的聚酯树脂挤出切成长为3～6mm、直径为1～2mm的树脂切片；（2）将步骤（1）得到的树脂切片置入温度为160～180℃真空烘箱中，其真空度为-0.06〜-0.8Mpa，干燥38～48h；（3）将步骤（2）干燥得到的含有纳米级无机氧化物粉末的固相聚合的聚酯树脂切片直接输入双螺杆挤出机中，在挤出机的第3加热区、第6加热区和第9加热区上方分别设置一个直径为60mm的抽真空接口，其真空度为-0.06〜-0.8Mpa，双螺杆挤出机熔解树脂的温度为260～330℃，温度设置呈高斯曲线形，含有纳米级无机氧化物粉末的固相聚合的聚酯树脂熔体经过双螺杆挤出机挤出后输入温度为310～330℃保温纺箱，由保温纺箱上配置的计量泵输入配置4～6个喷丝组件，含有纳米级无机氧化物粉末的固相聚合的聚酯树脂熔体经喷丝组件的喷丝板喷出后，在喷丝板的下方80～380mm处，吹入温度为6～16℃二氧化碳，使丝条迅速结晶冷却，冷却后的丝条直接输入下端的丝条收卷盘，收卷成含有纳米级无机氧化物粉末的固相聚合的聚酯纤维初生丝；所述纺丝速率为800～1400m/min；所述牵伸倍率为3.6～4.8；所述双螺杆挤出机的长径比为68：1；所述双螺杆挤出机的各加温区温度为第一区60～80℃、第二区260～275℃、第三区275～290℃、第四区295～305℃、第五区310～315℃、第六区325～330℃、第七区325～330℃、第八区315～320℃、第九区300～310℃、第十区290～305℃、第十一区290～300℃、第十二区290～300℃；（4）将步骤（3）得到的初生丝置入串联夹层热处理导管，长度为2x800mm且呈“V”字型连接，夹层热处理导管内径为60～80mm，在“V”字型的底部安装一个直径为Ø200的导丝盘，同时在串联夹层热处理导管的轴向切一条8mm便于纤维喂入的长缝，其中串联4个“V”字型夹套热处理导管，在热处理导管的内部沿丝条运动方向输入温度为160～180℃的高温二氧化碳，在最初串联的4个“V”字型夹套热处理导管的夹套中，输入温度为250～270℃的导热油，在温度为250～270℃的条件下，丝条牵伸倍率为1.0～1.06，丝条热处理时间为4～8min，丝条运行速率为160～480cm/min；（5）将步骤（4）最初热处理过的液晶聚酯纤维置入随后串联的4个“V”字型夹套热处理导管的夹套中，输入温度为310～330℃的导热油，在温度为310～330℃的条件下，丝条牵伸倍率为3.0～3.6，丝条热处理时间为4～8min，丝条运行速率为160～480cm/min；（6）将步骤（5）热处理过的液晶聚酯纤维置入随后串联的4个“V”字型夹套热处理导管的夹套中，输入温度为350～370℃的导热油，在温度为350～370℃的条件下，丝条牵伸倍率为3.0～3.6，丝条热处理时间为4～8min，丝条运行速率为160～480cm/min；（7）将步骤（6）经过热处理的纤维输入串联热处理导管，长度为2x600mm且呈“V”字型连接，热处理导管内径为60～80mm，在“V”字型的底部安装一个直径为Ø200的导丝盘，同时在串联热处理导管的轴向切一条8mm便于纤维喂入的长缝，其中串联6～8个V字型热处理导管，在热处理导管的内部沿丝条运动方向输入温度为20～30℃的常温二氧化碳，使含有纳米级无机氧化物粉末的固相聚合的聚酯纤维成品在串联热处理导管中冷却成常温，这样就制成了聚酯液晶纤维。